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第1章 概述 1

1.1 机械设计（基础）课程设计的目的 1

1.2 机械设计（基础）课程设计的内容 1

1.3 机械设计（基础）课程设计的一般步骤 2

1.4 机械设计（基础）课程设计的要求和注意事项 3

第2章 传动系统的总体设计 4

2.1 传动方案的确定与传动系统的布置原则 4

2.2 原动机的选择 8

2.2.1 原动机的种类 8

2.2.2 原动机的选择 9

2.2.3 电动机的选择 10

2.3 总传动比的计算及其分配 12

2.4 传动参数的计算 14

2.5 总体设计举例 15

第3章 减速器传动零部件的设计计算 18

3.1 V带传动设计 18

3.2 链传动设计 21

3.3 齿轮传动设计 24

3.4 联轴器的选择 26

3.5 初算轴的直径 27

3.6 初选滚动轴承 27

第4章 减速器的结构设计 28

4.1 减速器概述 28

4.2 减速器箱体的结构设计 32

4.2.1 箱体结构的设计要点 32

4.2.2 箱体结构尺寸的确定 36

4.3 减速器附件的结构设计 38

4.3.1 观察孔及盖板设计 39

4.3.2 透气器设计 39

4.3.3 油标设计（油面指示装置） 41

4.3.4 起盖螺钉、定位销、放油螺塞的选择 44

4.3.5 吊环螺钉、吊耳和吊钩的设计 45

4.3.6 轴承盖 48

4.3.7 套杯 49

4.4 减速器的润滑与密封 49

4.4.1 齿轮和蜗杆传动的润滑 49

4.4.2 滚动轴承的润滑 53

4.4.3 减速器的密封 55

第5章 减速器装配草图设计与绘制 60

5.1 减速器装配草图设计的目的和基本要求 60

5.2 减速器装配草图的设计步骤 60

5.3 减速器装配草图中关键间距的确定 61

5.3.1 齿轮与箱体之间相对位置的确定 61

5.3.2 确定各传动件的尺寸及其相对位置 61

5.3.3 轴承座端面位置的确定 62

5.5 轴、轴承及键的校核 69

5.6 减速器装配草图设计结果 70

第6章 减速器装配工作图设计与绘制 75

6.1 布置装配图 75

6.2 减速器装配图的绘制步骤 76

6.3 完成减速器装配工作图 80

6.4 装配图中常见错误 82

6.5 减速器装配图参考图例 84

第7章 零件工作图设计与绘制 91

7.1 零件工作图的内容及要求 91

7.1.1 零件工作图的作用 91

7.1.2 零件工作图的内容及要求 91

7.2 箱体零件工作图设计与绘制 92

7.2.1 视图 92

7.2.2 标注尺寸 92

7.2.3 标注尺寸公差和形位公差 93

7.2.4 标注表面粗糙度 93

7.2.5 编写技术要求 94

7.2.6 工作图示例 94

7.3 轴类零件工作图设计与绘制 94

7.3.1 视图 94

7.3.2 标注尺寸 94

7.3.3 标注尺寸公差和形位公差 95

7.3.4 标注表面粗糙度 95

7.3.5 编写技术要求 96

7.3.6 轴零件工作图示例 96

7.4 圆柱齿轮零件工作图设计与绘制 96

7.4.1 视图 96

7.4.2 标注尺寸 96

7.4.3 标注尺寸公差和形位公差 97

7.4.4 标注表面粗糙度 97

7.4.5 编写啮合特性表 97

7.4.6 编写技术要求 98

7.4.7 齿轮工作图示例 98

7.5 圆柱蜗杆、蜗轮零件工作图设计与绘制 99

第8章 计算机辅助设计 107

8.1 常用计算机绘图软件简介 107

8.1.1 AutoCAD软件简介 107

8.1.2 CAXA电子图板简介 108

8.1.3 Pro/Engineer简介 109

8.1.4 UG产品的特点 110

8.1.5 SolidEdge基本模块介绍 111

8.1.6 SolidWorks简介 111

8.1.7 CATIA简介 111

8.2 零件图样三维模型设计 112

8.2.1 输出轴的造型设计 112

8.2.2 齿轮建模 115

8.2.3 减速器下箱体建模 115

8.3 虚拟装配与检查 116

第9章 编写设计计算说明书及答辩准备 119

9.1 设计计算说明书内容及装订要求 119

9.1.1 设计计算说明书主要内容 119

9.1.2 机械设计课程设计说明书装订基本要求 119

9.2 编写说明书的注意事项和书写格式 120

9.2.1 说明书编写过程中的注意事项 120

9.2.2 设计说明书各部分的具体要求 121

9.2.3 书写格式示例 121

9.3 答辩准备 125

9.3.1 有关课程设计答辩 125

9.3.2 课程设计答辩题选（供参考） 126

附录 127

附录Ⅰ 机械设计（基础）课程设计题目选编 127

一、某专用带式输送机传动系统设计 127

二、狭小矿井巷道中带式运输机的传动系统设计 128

三、某矿用输送链传动系统设计 129

四、某带式运输机传动系统设计 130

五、某车间零件传动设备的传动系统设计 131

六、某带式输送机的传动系统设计 132

七、某盘形磨机的传动系统设计 133

八、某链式运输机的传动系统设计 134

九、某带式运输的传动装置设计 135

十、某矿用链式运输的传动装置设计 136

十一、某车间起重机的传动装置设计 137

十二、设计铸造车间混砂机的传动装置 138

十三、插床的设计与分析 139

十四、糕点切片机的设计与分析 142

附录Ⅱ 一般标准 144

附表2-1 常用材料的［质量］密度 144

附表2-2 常用材料的弹性模量及泊松比 144

附表2-3 机械传动和摩擦副的效率概略值 145

附表2-4 黑色金属硬度对照表（摘自GB/T 1172—1999） 146

附表2-5 常用材料的摩擦因数 146

附表2-6 物体的摩擦因数 146

附表2-7 图纸幅面、图样比例 147

附表2-8 机构运动简图符号（摘自GB/T 4460—1984） 149

附表2-9 标准尺寸（直径、长度、高度等摘自GB/T 2822—2005） 151

附表2-10 滚花（摘自GB/T 6403.3—1986） 151

附表2-11 圆锥的锥度与锥角系列（摘自GB/T 157—2001） 152

附表2-12 中心孔（摘自GB/T 145—2001） 153

附表2-13 中心孔表示法（摘自GB/T 4459.5—1999） 153

附表2-14 齿轮滚刀外径尺寸（摘自GB/T 6083—2001） 153

附表2-15 齿轮加工退刀槽 154

附表2-16 滑移齿轮的齿端倒圆和倒角尺寸（参考） 154

附表2-17 三面刃铣刀尺寸（摘自GB/T 6119.1—1996） 154

附表2-18 砂轮越程槽（摘自GB/T 6403.5—1986） 155

附表2-19 刨切越程槽 155

附表2-20 零件倒圆与倒角（摘自GB/T 6403.4—1986） 156

附表2-21 圆形零件自由表面过渡圆（参考） 156

附表2-22 圆柱形轴伸（摘自GB/T 1569—2005） 157

附表2-23 机器轴高（摘自GB/T 12217—2005） 157

附表2-24 轴肩和轴环尺寸（参考） 157

附表2-25 定位手柄座（摘自JB/T 7272.4—1994） 158

附表2-26 手柄球（摘自JB/T 7271.1—1994） 158

附表2-27 手柄套（摘自JB/T 7271.3—1994） 159

附表2-28 手柄杆（摘自JB/T 7271.6—1994） 159

附表2-29 铸件最小壁厚（不小于） 160

附表2-30 铸造斜度 160

附表2-31 铸造过渡斜度 160

附表2-32 铸造外圆角 160

附表2-33 铸造内圆角 160

附表2-34 焊缝符号表示法（摘自GB/T 324—1988） 161

附表2-35 装配图的简化画法 163

附录Ⅲ 连接 165

一、螺纹和螺纹连接 165

附表3-1 普通螺纹基本尺寸（摘自GB/T 196—2003） 165

附表3-2 普通螺纹公差与配合（摘自GB/T 197—2003） 166

附表3-3 螺纹旋合长度（摘自GB/T 197—2003） 166

附表3-4 梯形螺纹基本尺寸（摘自GB/T 5796.1—2005、GB/T 5796.3—2005） 166

附表3-5 梯形内、外螺纹中径选用公差带（摘自GB/T 5796.4—2005） 167

附表3-6 梯形螺纹旋合长度（摘自GB/T 5796.4—2005） 167

附表3-7 六角头铰制孔用螺栓A级和B级（摘自GB/T 27—1988） 168

附表3-8 六角头螺栓—A和B级（摘自GB/T 5782—2000）、六角头螺栓—全螺纹—A和B级（摘自GB/T 5783—2000） 169

附表3-9 六角头螺栓—C级（摘自GB/T 5780—2000）、六角头螺栓—全螺纹—C级（摘自GB/T 5781—2000） 170

附表3-10 双头螺柱（摘自GB/T 897～900—1988） 171

附表3-11 内六角圆柱头螺钉（摘自GB/T 70.1—2000） 172

附表3-12 紧定螺钉（摘自GB/T 71—1985、GB/T 72—1988、GB/T 73—1985、GB/T 75—1985） 173

附表3-13 十字槽盘头螺钉和十字槽沉头螺钉（摘自GB/T 818—2000、GB/T 819.1—2000） 174

附表3-14 开槽圆柱头螺钉、开槽盘头螺钉和开槽沉头螺钉（摘自GB/T 65—2000、GB/T 67—2000、GB/T 68—2000） 174

附表3-15 Ⅰ型六角螺母—A和B级（摘自GB/T 6170—2000） 175

附表3-16 Ⅱ型六角螺母—A和B级（摘自GB/T 6175—2000） 175

附表3-17 圆螺母和小圆螺母（摘自GB/T 812—1988、GB 810—1988） 176

附表3-18 Ⅰ型六角螺母—C级（摘自GB/T 41—2000） 177

附表3-19 小垫圈和平垫圈（摘自GB/T 848—2002、GB/T 97.1—2002、GB/T 97.2—2002、GB/T 95—2002） 177

附表3-20 弹簧垫圈（摘自GB/T 93—1987、GB 859—1987） 178

附表3-21 圆螺母用止动垫圈（摘自GB/T 858—1988） 178

附表3-22 轴端挡圈（摘自GB 891—1986、GB 892—1986） 179

附表3-23 孔用弹性挡圈-A型（摘自GB 893.1—1986） 180

附表3-24 轴用弹性挡圈-A型（摘自GB 894.1—1986） 181

附表3-25 螺纹的收尾、肩距、退刀槽、倒角（摘自GB/T 3—1997） 182

附表3-26 粗牙螺栓及螺钉的拧入深度和螺纹孔尺寸（摘自JB/GQ 0126—1980） 183

附表3-27 紧固件通孔及沉孔尺寸（摘自GB 5277—1985、GB 152.2～4—1988） 183

二、键和销连接 184

附表3-28 平键连接的剖面和键槽（摘自GB/T 1095—2003）、普通平键的形式和尺寸（摘自GB/T 1096—2003） 184

附表3-29 矩形花键尺寸、公差（摘自GB/T 1144.1—2000） 185

附表3-30 矩形花键的位置度、对称度公差（摘自GB/T 1144—2001） 186

附表3-31 圆柱销（摘自GB/T 119.1—2000）和圆锥销（摘自GB/T 117—2000） 187

附录Ⅳ 常用联轴器类型 188

附表4-1 联轴器轴孔和连接型式与尺寸（摘自GB/T 3852—1997） 188

附表4-2 弹性柱销联轴器（摘自GB/T 5014—2003） 189

附表4-3 弹性套柱销联轴器（摘自GB/T 4323—2002） 190

附表4-4 梅花形弹性联轴器（摘自GB/T 5272—2002） 191

附表4-5 凸缘联轴器（摘自GB/T 5843—2003） 192

附表4-6 滚子链联轴器（摘自GB/T 5843—2003） 193

附表4-7 JMI型膜片联轴器（摘自JB/T 9147—1999） 194

附录Ⅴ 常用滚动轴承类型 195

一、常用滚动轴承 195

附表5-1 圆柱滚子轴承（摘自GB/T 283—1994） 195

附表5-2 深沟球轴承（摘自GB/T 276—2013） 198

附表5-3 角接触球轴承（摘自GB/T 292—1994） 201

附表5-4 圆锥滚子轴承（摘自GB/T 297—1994） 204

附表5-5 调心球轴承（摘自GB/T 281-1994） 208

附表5-6 调心滚子轴承（摘自GB/T 288-1994） 211

二、滚动轴承的配合及相配件精度 213

附表5-7 与向心轴承配合轴颈的公差带（摘自GB/T 275—1993） 213

附表5-8 与向心轴承配合外壳孔的公差带（摘自GB/T 275—1993） 213

附表5-9 与向心轴承配合轴颈和外壳孔的表面粗糙度（摘自GB/T 275—1993） 214

附表5-10 与向心轴承配合轴颈和外壳孔的形位公差（摘自GB/T 275—1993） 214

三、滚动轴承的游隙 214

附表5-11 角接触轴承的轴向游隙 214

附录Ⅵ 常用电动机类型 215

一、Y系列（IP44）三相异步电动机（摘自JB/T 10391—2008） 215

附表6-1 Y系列三相异步电动机的技术数据（摘自JB/T 10391—2008） 216

附表6-2 机座带地脚、端盖上无凸缘Y系列电动机的安装及外形尺寸 217

二、YZ、YZR系列冶金及起重用三相异步电动机（摘自JB/T 10104—1999和JB/T 10105—1999） 218

附表6-3 YZ系列三相异步电动机的技术数据（摘自JB/T 10104—1999） 218

附表6-4 机座带地脚、端盖上无凸缘（IM1001、IM1002、IM1003及IM1004型）YZ系列电动机的安装及外形尺寸 219

附表6-5 YZR系列三相异步电动机的技术数据（摘自JB/T 10105—1999） 219

附表6-6 机座带地脚、端盖上无凸缘（IM1001、IM1002、IM1003及IM1004型）YZR系列电动机的安装及外形尺寸 221

附录Ⅶ 公差配合、形位公差及表面粗糙度 222

一、公差与配合 222

附表7-1 标准公差数值（基本尺寸由大于6至1000 mm） 222

附表7-2 轴的极限偏差值（摘自GB/T 1800.3—1988） 223

附表7-3 孔的极限偏差值（摘自GB/T 1800.4—1999） 225

附表7-4 线性尺寸的极限偏差数值（摘自GB/T 1804—2000） 226

二、形状和位置公差 226

附表7-5 形位公差特征项目的符号（摘自GB/T 1182—1996） 226

附表7-6 平行度、垂直度和倾斜度公差（摘自GB/T 1184—1996） 227

附表7-7 同轴度、对称度、圆跳动和全跳动公差（摘自GB/T 1184—1996） 228

附表7-8 圆度和圆柱度公差（摘自GB/T 1184—1996） 229

附表7-9 直线度和平面度公差（摘自GB/T 1184—1996） 229

附表7-10 加工方法与表面粗糙度Ra值的关系 230

三、表面粗糙度 231

附表7-11 表面粗糙度参数Ra的选择 231

附录Ⅷ 齿轮及蜗杆、蜗轮的精度 232

一、圆柱齿轮传动精度（摘自GB/T 10095—2008） 232

附表8-1 评定齿轮精度的偏差项目 233

附表8-2 齿轮各偏差允许值（摘自GB/T 10095—2008） 233

附表8-3 螺旋线总偏差Fβ值（摘自GB/T 10095.1—2008） 235

附表8-4 圆柱齿轮副有关项目的公差或极限偏差值 236

附表8-5 齿坯公差 236

附表8-6 对于中、大模数齿轮最小侧隙jbnmin的推荐数据（摘自GB/Z 18620.2—2008） 237

附表8-7 切齿径向进刀公差br值 238

附表8-8 公法线长度W？（mn=1 mm,αn=20°） 239

附表8-9 假想齿数系数Kβ（αn=20°） 240

附表8-10 △Z对应的公法线长度修正值△W？ 240

二、锥齿轮的精度（摘自GB/T 11365—1989） 241

附表8-11 推荐的锥齿轮和锥齿轮副的检验项目 241

附表8-12 锥齿轮齿圈径向跳动公差Fr和齿距极限偏差±fpt值 241

附表8-13 锥齿轮齿距累积公差Fp值 242

附表8-14 锥齿轮副检验安装误差项目±fa、±fAM与±E∑ 242

附表8-15 接触斑点 243

附表8-16 齿厚上偏差E？值 244

附表8-17 传动的最小法向侧隙jnmin值 244

附表8-18 齿厚公差T？值 245

附表8-19 齿坯公差值 245

三、圆柱蜗杆、蜗轮精度（摘自GB 10089—88） 246

附表8-20 蜗杆、蜗轮和蜗杆副常用的公差及极限偏差检验项目 246

附表8-21 蜗杆、蜗轮精度等级与圆周速度的关系（仅供参考） 246

附表8-22 推荐的圆柱蜗杆、蜗轮和蜗杆传动的检验项目 247

附表8-23 蜗杆的公差和极限偏差值 247

附表8-24 蜗轮的公差和极限偏差值 248

附表8-25 传动接触斑点 249

附表8-26 与传动有关的极限偏差±fa、±fx及±f∑值 249

附表8-27 齿厚偏差计算公式 249

附表8-28 传动的最小法向侧隙jnmin值 250

附表8-29 蜗杆齿厚公差TS1和蜗轮齿厚公差TS2值 250

附表8-30 蜗杆齿厚上偏差（Ess1）中的制造误差补偿部分Es△值 251

附表8-31 蜗杆、蜗轮齿坯尺寸和形状公差 251

附表8-32 蜗杆、蜗轮齿坯基准面径向和端面跳动公差值 251

附录Ⅸ 参考图例 252

附图9-1 带式输送机总图 252

附图9-2 工件运输机总图 254

附图9-3 一级圆柱齿轮减速器装配图 256

附图9-4 直齿圆柱齿轮零件工作图 258

附图9-5 轴零件工作图 259

附图9-6 齿轮轴零件工作图 260

附图9-7 箱盖零件工作图 261

附图9-8 双级圆柱齿轮减速器箱座零件工作图 262

附图9-9 双级圆柱齿轮减速器装配图 264

附图9-10 二级圆柱齿轮减速器装配图（焊接箱体） 266

附图9-11 焊接箱座零件工作图 268

附图9-12 焊接齿轮零件工作图 270

附图9-13 二级圆柱齿轮减速器结构图（展开式） 271

附图9-14 二级圆柱齿轮减速器结构图（同轴式套装轴承） 272

附图9-15 二级同轴式圆柱齿轮减速器结构图（电动机减速器） 273

附图9-16 单级锥齿轮减速器装配图 274

附图9-17 二级圆锥-圆柱齿轮减速器结构图 276

附图9-18 一级蜗杆减速器装配图 278

附图9-19 蜗杆-圆柱齿轮减速器结构图 280

附图9-20 二级蜗杆减速器（立式）结构图 282

附图9-21 蜗杆零件工作图 283

附图9-22 蜗轮部件装配图 284

附图9-23 蜗轮零件工作图 285

参考文献 286